CN106356412A - 一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其采用已经过制绒、化学清洗、扩散、刻蚀、去磷、PECVD等工艺处理后的晶体硅电池作为基材；采用A料替代现有工艺中的银浆，采用B料替代现有工艺中的铝浆；采用3D打印技术中的选择性激光烧结法制作晶体硅电池栅线、电极、背电场，工艺主要包括背面电极制作、背电场制作、正面栅线及正面电极制作。本发明具有以下优点：制成后的太阳能电池片透光面积大，电阻低，导电性强，光电转换效率高；制作过程中无化学物质排放，绿色环保；采用的微晶玻璃粉为无铅材料，不会污染环境；工艺简单，易于操作，生产效率高；原材料成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，属于太阳能发电领域。
背景技术
晶体硅太阳能发电行业经过数十年的发展，已经是一个***的工程，而且也已构建成完整的生产体系。如硅片决定初始光电转换效率，而栅线、电极、背电场的制作是电能导出效率的关键因素。
目前主流太阳能电池的栅线、电极、背电场制作工艺主要是通过丝印将银浆在电池正面印刷栅线、电极后，经干燥炉干燥、冷却后，在背面印刷电极后，经干燥炉干燥、冷却后再次将铝浆印刷在背面经烧结炉烧结后完成栅线、电极、背电场的制作。
现有技术方案的不足：
1、银浆、铝浆的制作工艺复杂、环节多，价格昂贵；
2、银浆、铝浆需要大量有机化学材料，这些材料在制作及使用过程中会对环境造成污染；
3、现有的制作工艺需经三次丝网印刷、两次干燥炉干燥、三次冷却、一次烧结，制作工艺复杂，生产周期长，增加成本；
4、在银浆、铝浆中的高分子有机溶剂透光性差，烧结过程中难于全部通过烧结挥发，仍有部分残留，电阻值增大，影响光电转换效率；
5、现有的栅线制作工艺宽度无法到达20μm，一般为80μm，增大了对电池的遮光面积，影响转换效率；
6、现有的栅线、电极、背电场的厚度每次丝印只能10μm，无法达到15μm以上，影响截面积。
发明内容
本发明要解决的技术问题，提供了一种采用银粉、铝粉和微晶玻璃粉替代银浆、铝浆制作晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺。
本发明通过下述方案实现：一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其按照如下步骤进行：
步骤I：基材的选择：本发明选择已经过制绒、化学清洗、扩散、刻蚀、去磷、PECVD等工艺处理的晶体硅电池作为基材；
步骤II：A料、B料的制作：本发明采用将A料替代现有工艺中的银浆，采用B料替代现有工艺中的铝浆，所述A料由具有高膨胀系数、低熔点、透光性好的微晶玻璃粉与银粉按一定比例混合调配而成，所述银粉和所述微晶玻璃粉的比例为9-18∶1，所述B料由所述微晶玻璃粉与铝粉按一定比例混合调配，所述铝粉和所述微晶玻璃粉的比例为9-18∶1；
步骤III：采用3D打印技术中的选择性激光烧结法制作晶体硅电池栅线、电极、背电场，具体制作工艺如下：
背面电极制作：采用所述A料平铺于已选择的晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为15-30μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作2-6条背面电极，所述背面电极的宽度为0.5-2.0mm，激光融化温度控制在500-900℃，清除掉多余的所述A料，完成背面电极制作；
背电场制作：采用所述B料平铺于已完成背面电极制作的所述晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为15-30μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作所需的背电场，激光融化温度控制在500-900℃，清除掉多余的所述B料，完成背电场制作；
正面栅线及正面电极制作：在已完成背电场制作的所述晶体硅电池基材的正面平铺所述A料，平铺厚度为15-20μm，栅线间距为1.5-2.5mm，栅线宽度为10-20μm，并利用3D打印的特性同时制作完成正面电极，所述正面电极的位置与所述背面电极相对应，且与所述栅线垂直，所述正面电极设有2-6条，所述正面电极宽度为0.25-1.0mm，清除掉多余的所述A料，完成正面栅线及正面电极的制作。
所述银粉、铝粉、微晶玻璃粉的粒径均小于10μm。
所述微晶玻璃粉为氧化铋粉、氧化硅粉中的一种或多种。
所述A料、B料的银粉、铝粉也可使用铜粉替代。
所述3D打印技术中的3D打印机可使用一台，也可多台同时使用。
本发明的有益效果为：
1、本发明一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺制成的太阳能电池片透光面积大，电阻低，导电性强，光电转换效率高，单晶硅电池效率可达18-20.5％，多晶硅电池效率17.5-20％；
2、本发明一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺制作过程中无化学物质排放，绿色环保；
3、本发明一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺采用的微晶玻璃粉为无铅材料，无铅环保、不会对环境造成污染；
4、本发明一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺的工艺简单，易于操作，生产时间短、生产效率高；
5、本发明一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺的原材料成本低。
附图说明
图1为本发明一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺的流程示意图；
具体实施方式
下面结合图1对本发明进一步说明：
实施例1：一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其按照如下步骤进行：
步骤I：基材的选择：本发明选择已经过制绒、化学清洗、扩散、刻蚀、去磷、PECVD等工艺处理的晶体硅电池作为基材；
步骤II：A料、B料的制作：本发明采用将A料替代现有工艺中的银浆，采用B料替代现有工艺中的铝浆，A料由具有高膨胀系数、低熔点、透光性好的微晶玻璃粉与银粉按一定比例混合调配而成，银粉和微晶玻璃粉的比例为9∶1，B料由微晶玻璃粉与铝粉按一定比例混合调配，铝粉和微晶玻璃粉的比例为9∶1，银粉、铝粉、微晶玻璃粉的粒径均小于10μm，，微晶玻璃粉为氧化铋粉；
步骤III：采用3D打印技术中的选择性激光烧结法制作晶体硅电池栅线、电极、背电场，具体制作工艺如下：
背面电极制作：采用A料平铺于已选择的晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为15μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作2条背面电极，背面电极的宽度为2.0mm，激光融化温度控制在500℃，清除掉多余的A料，完成背面电极制作；
背电场制作：采用B料平铺于已完成背面电极制作的晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为15μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作所需的背电场，激光融化温度控制在500℃，清除掉多余的B料，完成背电场制作；
正面栅线及正面电极制作：在已完成背电场制作的晶体硅电池基材的正面平铺A料，平铺厚度为15μm，栅线间距为2.5mm，栅线宽度为20μm，并利用3D打印的特性同时制作完成正面电极，正面电极的位置与背面电极相对应，且与栅线垂直，正面电极设有2条，正面电极宽度为1.0mm，清除掉多余的A料，完成正面栅线及正面电极的制作。
实施例2：一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其按照如下步骤进行：
步骤I：基材的选择：本发明选择已经过制绒、化学清洗、扩散、刻蚀、去磷、PECVD等工艺处理的晶体硅电池作为基材；
步骤II：A料、B料的制作：本发明采用将A料替代现有工艺中的银浆，采用B料替代现有工艺中的铝浆，A料由具有高膨胀系数、低熔点、透光性好的微晶玻璃粉与银粉按一定比例混合调配而成，银粉和微晶玻璃粉的比例为18∶1，B料由微晶玻璃粉与铝粉按一定比例混合调配，铝粉和微晶玻璃粉的比例为18∶1，银粉、铝粉、微晶玻璃粉的粒径均小于10μm，，微晶玻璃粉为氧化硅粉；
步骤III：采用3D打印技术中的选择性激光烧结法制作晶体硅电池栅线、电极、背电场，具体制作工艺如下：
背面电极制作：采用A料平铺于已选择的晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为30μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作6条背面电极，背面电极的宽度为0.5mm，激光融化温度控制在900℃，清除掉多余的A料，完成背面电极制作；
背电场制作：采用B料平铺于已完成背面电极制作的晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为30μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作所需的背电场，激光融化温度控制在900℃，清除掉多余的B料，完成背电场制作；
正面栅线及正面电极制作：在已完成背电场制作的晶体硅电池基材的正面平铺A料，平铺厚度为20μm，栅线间距为1.5mm，栅线宽度为10μm，并利用3D打印的特性同时制作完成正面电极，正面电极的位置与背面电极相对应，且与栅线垂直，正面电极设有6条，正面电极宽度为0.25mm，清除掉多余的A料，完成正面栅线及正面电极的制作。
实施例3：一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其按照如下步骤进行：
步骤I：基材的选择：本发明选择已经过制绒、化学清洗、扩散、刻蚀、去磷、PECVD等工艺处理的晶体硅电池作为基材；
步骤II：A料、B料的制作：本发明采用将A料替代现有工艺中的银浆，采用B料替代现有工艺中的铝浆，A料由具有高膨胀系数、低熔点、透光性好的微晶玻璃粉与银粉按一定比例混合调配而成，银粉和微晶玻璃粉的比例为14∶1，B料由微晶玻璃粉与铝粉按一定比例混合调配，铝粉和微晶玻璃粉的比例为14∶1，银粉、铝粉、微晶玻璃粉的粒径均小于10μm，，微晶玻璃粉为氧化铋粉、氧化硅粉两种混合；
步骤III：采用3D打印技术中的选择性激光烧结法制作晶体硅电池栅线、电极、背电场，具体制作工艺如下：
背面电极制作：采用A料平铺于已选择的晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为20μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作4条背面电极，背面电极的宽度为1.0mm，激光融化温度控制在800℃，清除掉多余的A料，完成背面电极制作；
背电场制作：采用B料平铺于已完成背面电极制作的晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为20μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作所需的背电场，激光融化温度控制在800℃，清除掉多余的B料，完成背电场制作；
正面栅线及正面电极制作：在已完成背电场制作的晶体硅电池基材的正面平铺A料，平铺厚度为18μm，栅线间距为2mm，栅线宽度为16μm，并利用3D打印的特性同时制作完成正面电极，正面电极的位置与背面电极相对应，且与栅线垂直，正面电极设有4条，正面电极宽度为0.8mm，清除掉多余的A料，完成正面栅线及正面电极的制作。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其特征在于其按照如下步骤进行：
步骤I：基材的选择：本发明选择已经过制绒、化学清洗、扩散、刻蚀、去磷、PECVD等工艺处理后的晶体硅电池作为基材；
步骤II：A料、B料的制作：本发明采用将A料替代现有工艺中的银浆，采用B料替代现有工艺中的铝浆，所述A料由具有高膨胀系数、低熔点、透光性好的微晶玻璃粉与银粉按一定比例混合调配而成，所述银粉和所述微晶玻璃粉的比例为9-18∶1，所述B料由所述微晶玻璃粉与铝粉按一定比例混合调配，所述铝粉和所述微晶玻璃粉的比例为9-18∶1；
步骤III：采用3D打印技术中的选择性激光烧结法制作晶体硅电池栅线、电极、背电场，具体制作工艺如下：
背面电极制作：采用所述A料平铺于已选择的晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为15-30μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作2-6条背面电极，所述背面电极的宽度为0.5-2.0mm，激光融化温度控制在500-900℃，清除掉多余的所述A料，完成背面电极制作；
背电场制作：采用所述B料平铺于已完成背面电极制作的所述晶体硅电池基材的背面上，平铺厚度为15-30μm，在所需位置采用3D打印技术中的选择性激光烧结法，制作所需的背电场，激光融化温度控制在500-900℃，清除掉多余的所述B料，完成背电场制作；
正面栅线及正面电极制作：在已完成背电场制作的所述晶体硅电池基材的正面平铺所述A料，平铺厚度为15-20μm，栅线间距为1.5-2.5mm，栅线宽度为10-20μm，并利用3D打印技术的特性同时制作完成正面电极，所述正面电极的位置与所述背面电极相对应，且与所述栅线垂直，所述正面电极设有2-6条，所述正面电极宽度为0.25-1.0mm，清除掉多余的所述A料，完成正面栅线及正面电极的制作。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其特征在于：所述银粉、铝粉、微晶玻璃粉的粒径均小于10μm。
3.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其特征在于：所述微晶玻璃粉为氧化铋粉、氧化硅粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其特征在于：所述A料、B料的银粉、铝粉也可使用铜粉替代。
5.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池栅线、电极、背电场的制作工艺，其特征在于：所述3D打印技术中的3D打印机可使用一台，也可多台同时使用。
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- 2015-07-17 CN CN201510420299.0A patent/CN106356412A/zh active Pending
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